一种二官能度改性阻燃异氰酸酯化合物及其合成方法技术

本发明专利技术涉及一种二官能度改性阻燃异氰酸酯化合物及其合成方法,属于聚氨酯材料技术领域。本发明专利技术使用以2

【技术实现步骤摘要】
一种二官能度改性阻燃异氰酸酯化合物及其合成方法


[0001]本专利技术涉及一种二官能度改性阻燃异氰酸酯化合物及其合成方法,属于聚氨酯材料


技术介绍

[0002]全球聚氨酯年总产量约2000万吨，我国产量约占世界产量55％，应用最广泛、用量最大的产品是泡沫制品，约占40％份额。聚氨酯泡沫产品中用量最大的是床垫、沙发、汽车等交通工具座椅用软质海绵，冰箱、冷库、住宅等建筑保温用硬质泡沫，很多应用领域都需要有聚氨酯泡沫拥有很好的阻燃能力的同时拥有很好的气味、TVOC等环保性能。
[0003]一方面，阻燃已成为聚氨酯泡沫在冷库、客车火车、公共家居等领域使用的卡脖子问题。聚氨酯泡沫作为一种泡沫塑料，如果不添加阻燃剂本身是易燃的。GB38262
‑
2019客车内饰材料的燃烧特性于2020年7月1日执行，其规定了聚氨酯座椅水平燃烧为A0级别，垂直燃烧≤100mm/min；聚氨酯保温降噪材料除水平/垂直燃烧外，还需要氧指数满足25％、28％。在火车领域：高铁和普列的座椅，阻燃性能氧指数分别要求达到28％(TBT 3237
‑
2010动车组用内装材料阻燃技术条件)和26％(TBT 3138
‑
2006机车车辆阻燃材料技术条件)，大大的提高了行业准入门槛。
[0004]聚氨酯泡沫是异氰酸酯和多元醇双组份反应成型的，目前提高聚氨酯泡沫塑料阻燃的研究大多集中在多元醇组分，主要有以下方法：
[0005]1、在多元醇组分中添加磷系或者卤素液体阻燃剂，存在增塑效果强、阻燃剂迁移等问题；
[0006]2、开发带有磷、氮、卤素等阻燃元素的多元醇，存在物理性能较差、阻燃效果不理想、成本高的问题；
[0007]3、添加可膨胀石墨、氢氧化铝等固体阻燃剂来实现阻燃的，产品与工艺面较窄。
[0008]卤素阻燃剂发烟量大，释放出的卤化氢具有腐蚀性或刺激性，并且会产生有毒致癌物质多溴代苯并恶英和多溴代二苯并呋喃，大部分卤素有机物质都是环境荷尔蒙物质，可能诱导有机体突变，影响人体免疫系统、内分泌系统、生殖系统，影响人体正常代谢。欧盟2006年7月1日开始实施RoHS指令严格限制多溴二苯醚PBDE、多溴联苯PBB的使用，2019年12月5日发布了关于禁止在电子显示器外壳和支架中使用卤素阻燃剂的要求。
[0009]另一方面，TVOC和气味等环保问题是聚氨酯阻燃泡沫在车内等封闭空间应用的另一个卡脖子问题。比如中国经营报2018.6.23报导《复兴号频遭车内异味投诉，中铁总：开展自查，严控原材料采购》。阻燃和环保是相互对立的指标，阻燃剂是对TVOC、气味贡献最大的因素之一。
[0010]问题的难点在于高阻燃和低TVOC低气味是相互对立的两种指标，因为物理添加的阻燃剂是对阻燃软泡的TVOC和气味贡献最大的因素之一。
[0011]涉及到阻燃相关的改性异氰酸酯专利有：公开号为CN105949435A的专利技术专利，该专利技术涉及一种自阻燃型水性聚氨酯乳液，按以下重量份原料制备：聚酯多元醇或聚醚多元
醇20～35份、二羟甲基丙酸2～6份、含卤素官能团的异氰酸酯单体15～40份、小分子扩链剂2～10份、二月桂酸二丁基锡0.02～0.1份、中和剂三乙胺2～5份、有机胺扩链剂1～3份、去离子水80～150份。还提供了其制备方法：首先通过搅拌、氮气保护、加热，并加入稀释剂、小分子扩链剂及二月桂酸二丁基锡等，制得改性聚氨酯预聚物，然后将改性聚氨酯预聚物中和、乳化、水相扩链，最后减压蒸馏出溶剂，得到自阻燃型水性聚氨酯乳液。
[0012]公开号为CN109970605A的专利技术专利申请提供了一种具有阻燃特性的含溴的二异氰酸酯，结构名称为1
‑
溴
‑
3，5
‑
二异氰酸酯基苯，可作为阻燃剂应用到聚脲涂料中。其制备方法如下：(1)将5
‑
溴
‑
间苯二甲酸在SOCl2中回流反应，然后减压蒸去SOCl2，得到5
‑
溴
‑
间苯二酰氯；(2)将5
‑
溴
‑
间苯二酰氯溶解在THF中，然后加入NaN3，再向混合溶液中加入饱和的NaHCO3，用甲苯萃取，将有机层进行干燥并减压蒸发，得到5
‑
溴
‑
间二苯甲酰二叠氮的甲苯溶液；(3)将5
‑
溴
‑
间二苯甲酰二叠氮的甲苯溶液进行回流，去除甲苯，制得1
‑
溴
‑
3，5
‑
二异氰酸酯基苯。
[0013]公开号为CN112041364A的专利技术专利申请，该专利技术涉及双组分粘合剂组合物，可用于食品包装、药物包装和工业层压。粘合剂组合物包括(A)异氰酸酯组分和(B)异氰酸酯反应性组分，其中异氰酸酯组分(A)基于磷酸酯多元醇改性的异氰酸酯。并且该粘合剂组合物同时适用传统的层压技术(即，在施加到衬底之前预混合两种组分)和相对较新的层压技术(即，将各组分施加到单独的衬底上，再将衬底集合在一起以混合组分)。
[0014]公开号为CN112375207A的专利技术专利申请提供了一种磷氮改性异氰酸酯，能够直接作为原料参与到聚氨酯材料的合成中，其制备方法如下：(1)通惰性气体，三烯丙基磷酸酯27
‑
35份、六甲基二硅氮(胺)烷28
‑
41份，氯铂酸0.12
‑
0.43份、溶剂200
‑
220份，经加热搅拌得到硅磷酸酯；(2)硅磷酸酯中加入不饱和异氰酸酯100
‑
180份、氯铂酸0.31
‑
0.73份、1,1
’‑
双(二甲基硅基)二茂铁2.5
‑
4.5份，反应后蒸去溶剂，即可得到磷氮改性异氰酸酯。
[0015]公开号为CN110184016A的专利技术专利公开了一种用于新能源电池的阻燃型双组分聚氨酯胶黏剂，包括A、B两种组分，A的组成：改性异氰酸酯预聚体55
‑
85％、阻燃剂a6
‑
20％、填料a8
‑
22％和稳定剂1
‑
3％；B的组成：多元醇30
‑
75％、胺3
‑
10％、偶联剂2
‑
5％、阻燃剂b10
‑
30％、填料b10
‑
25％。A组分与B组分用量的重量比为1:1。改性异氰酸酯预聚体的重量组成：异氰酸酯120
‑
180份、二元醇30
‑
70份、含羟基磷系阻燃剂60
‑
100份、二月桂酸二丁基锡0.05
‑
1份和阻聚剂0.05
‑
5份；阻燃剂a和阻燃剂b独立地选自磷酸甲苯二苯酯、异丙基化磷酸三苯酯、磷酸三(二甲苯)酯或磷酸三甲苯酯中的一种。
[0016]公开号为CN109180924A的专利技术专本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二官能度改性阻燃异氰酸酯化合物，其特征在于：采用含磷二元醇和TDI聚合而成，其P含量4.4％，N含量7.9％，NCO％含量为11.9％，结构式如下：2.按照权利要求1所述的一种二官能度改性阻燃异氰酸酯化合物，其特征在于所述含磷二元醇的结构式如下：3.按照权利要求1或2所述的一种二官能度改性阻燃异氰酸酯化合物的合成方法，其特征在于包括以下步骤：1)2
‑
羧乙基苯基次磷酸和乙二醇按照1:1的摩尔比发生酯化反应生成2
‑
羧乙基苯基次磷酸乙二醇酯，反应方程式如下：2)2
‑
羧乙基苯基次磷酸乙二醇酯和环氧丙烷按照1:1的摩尔比发生加成反应生成含磷二元醇中间体，反应方程式如下：3)含磷二元醇中间体和TDI聚合得到一种二官能度改性阻燃异氰酸酯化合物，合成反应方程式如下：
4.按照权利要求3所述的一种二官能度改性阻燃异氰酸酯化合物的合成方法，其特征在于具体合成步骤如下：1)把2
‑
羧乙基苯基次磷酸和乙二醇按照1:1的摩尔比进入反应釜，在硫酸或者有机锡的催化下于105
‑
110℃下进...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，赵毅，韩延康，潘振勇，曹嘉慧，余郁，王耀西，
申请(专利权)人：万华节能科技烟台有限公司，
类型：发明
国别省市：